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申请/专利权人：华中科技大学;平顶山市公路工程公司;平顶山市公路交通勘察设计院

摘要：本发明公开了一种盾构隧道结构损伤识别的子区间划分方法、系统、可存储介质，涉及土木工程结构健康监测和损伤识别技术领域。本发明由等间距加速度传感器检测得到加速度响应，选取其中一个加速度传感器所在位置的节点为基准点，计算基准点与其他节点加速度响应的平均互信息；随着两节点距离增大，两节点的平均互信息会逐渐减小，然后趋于极小值并在小范围内波动；平均互信息最初达到极小值所对应距离的两倍，即为最优子区间长度。本发明在保证损伤识别精度的同时，可减少传感器数量和数据冗余量，节省计算资源。

主权项：1.一种盾构隧道结构损伤识别的子区间划分方法，其特征在于，包括以下步骤：获取加速度响应序列，所述加速度响应序列由各等间距地在隧道顶部布置加速度传感器采集的加速度信号构成；根据所述加速度响应序列获取基准点和计算点；其中，选择任一所述加速度传感器为基准加速度传感器，所述基准加速度传感器所在的位置为所述基准点；所述基准加速度传感器以外的加速度传感器为计算加速度传感器，所述计算加速度传感器所在的位置为所述计算点；计算基准点对应的加速度响应序列x和计算点对应的加速度响应序列ym的平均互信息Ixy；根据所述平均互信息Ixy及对应的距离绘制关于平均互信息与距离的关系曲线；根据所述关系曲线确定最优子区间的长度；所述平均互信息的获取具体如下：根据加速度响应序列x，计算第一边缘概率密度Px，根据加速度响应序列ym，计算第二边缘概率密度Py；加速度响应序列x和加速度响应序列ym构成联合响应序列xym，根据所述联合响应序列xym，计算联合概率密度Px,ym；其中，m＝1,2,...,M，m为所述计算加速度传感器的序号，M为所述计算加速度传感器的总数量；根据所述第一边缘概率密度Px、所述第二边缘概率密度Py和所述联合概率密度Px,ym，计算加速度响应序列x和加速度响应序列ym的平均互信息Ixy；根据以下公式计算所述第一边缘概率密度Px、第二边缘概率密度Py和所述联合概率密度Px,ym： Kz是加速度响应序列与概率密度的关系方程，z是需要进行密度估计的随机向量；Kz是加速度响应序列与概率密度u的关系方程具体如下： 其中，zi对应取xi、ymi或[xi,ymi]，[xi,ymi]为所述基准加速度传感器采集的第i个加速度信号与第m个计算加速度传感器采集的第i个加速度信号构成的联合响应；h是核带宽，S是z的协方差矩阵，detS为协方差矩阵S的行列式；计算所述第一边缘概率密度Px或计算所述第二边缘概率密度Py时，d取值为1，计算所述联合概率密度时，d取值为2；所述平均互信息Ixy的计算公式如下： 其中，Ixy表示所述加速度响应序列x和所述加速度响应序列y的平均互信息，Px,yxi,ymi表示所述加速度响应序列x和所述加速度响应序列y在xi,ymi处的联合概率密度，Pxxi表示所述加速度响应序列x在xi处的边缘概率密度，Pyymi表示所述加速度响应序列y在ymi处的边缘概率密度。

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